Батареї в мобільних пристроях: Все, що потрібно знати
Розповідаючи про особливості пристрою батарей в мобільних девайсах.
Мільйони людей у всьому світі є активними користувачами мобільних пристроїв. Це плоди гігантської, мультімілліардной індустрії, раз і назавжди змінила наш спосіб життя. Маленькі і не дуже, функціональні і прості, дорогі і дешеві мобільні телефони, планшети і ноутбуки об'єднує один фактор - всі вони використовують для роботи заряд батарей. Без них, всі ці девайси перетворилися б на шматки пластика, металу і текстоліту, нездатні прожити й хвилини без розетки.
Батареї всередині вашого мобільного пристрою є чудеса хімічної інженерії - вони здатні накопичувати величезний заряд енергії, здатний підтримувати працездатність пристроїв протягом годин. Як же вони влаштовані?
Більшість сучасних мобільних пристроїв використовують літій-іонні (або Li-ion) батареї, що складаються з двох основних частин: пари електродів і електроліту між ними. Матеріали, з яких зроблені ці електроди, варіюються (літій, графіт і навіть нанопроводи), але всі вони покладаються на хімічні процеси в основі яких варто літій.
Це хімічно активний метал, що має на увазі його здатність вступати в реакцію з іншими елементами. Чистий літій настільки активний, що запалюється під впливом повітря, тому більшість батарей використовують його більш безпечну різновид, іменовану літій оксид кобальту.
Між двох електродів знаходиться електроліт, в ролі якого зазвичай виступає рідкий органічний розчинник, здатний пропускати струм. Коли літій-іонна батарея заряджена, молекули літій оксид кобальту утримують електрони, які потім вивільняються, коли ваш телефон працює.
Літій-іонні батареї є найбільш поширеними, тому що можуть накопичувати великий заряд при малому розмірі. Це вимірюється по шкалою щільності енергії на одиницю маси. Для літій-іонної батареї цей показник дорівнює 0,46-0,72 МДж / кг. Для порівняння, у Нікель-метал-гидридного акумулятора (Ni-MH) він дорівнює 0,33 МДж / кг. Іншими словами, літій-іонні батареї менше і легше, ніж інші типи акумуляторів, що має на увазі більш компактні девайси з більш тривалої «живучістю» від одного заряду.
Ємність аккумулятору
Ємність батареї вимірюється в міліампер-годинах (мАг), що означає скільки енергії зможе видати акумулятор за конкретний проміжок часу. Наприклад, якщо ємність батареї дорівнює 1000 мАг, то вона зможе надати вам тисячі міліампер протягом 1 години. Якщо ваш Девас буде споживати 500 міліампер на годину, то пропрацює він вже 2 години.
Однак поняття «живучості батареї» трохи складніше, вищеописаного принципу, так як споживання енергії варіюється в залежності від того, які завдання девайс виконує. Наприклад, якщо у нього включений екран, працює антена стільникового зв'язку, а процесор завантажений важкою роботою, то девайс буде споживати більше енергії, ніж коли екран вимкнений, а процесор і антена знаходяться в режимі очікування.
Саме тому не потрібно сліпо покладатися на заявлені виробником показниками автономності роботи - виробник може видавати ці цифри з урахуванням основі яскравості екрану, без включення деяких функцій, як-то Wi-Fi або GPS. Варто відзначити, що Apple в цьому відношенні діє більш чесно, вказуючи «живучість» пристрою на підставі виконання конкретних завдань. Якщо вам цікаво скільки енергії поглинає iPhone в тому чи іншому режимі роботи, радимо скористатися спеціальним додатком Battery Life Pro.
Контроль за потоком енергії
Так як у літій-іонних батарей є тенденція до виникнення пожежі, вони повинні бути схильні до ретельного контролю. Виробники батарей досягли цього шляхом включення спеціального контролера, який стежить за силою струму. У підсумку, кожен акумулятор містить всередині маленький комп'ютер, який запобігає занадто швидку розрядку і втрату заряду до небезпечно низького рівня. Цей компонент також регулює силу струму під час зарядки, знижуючи його в міру того, як заряд батареї наближається до максимальної позначки, щоб уникнути надмірної зарядки.
Саме тому, повністю розряджений девайс, поставлений на підзарядку, гріється в цьому процесі набагато сильніше, ніж лише трохи розряджений.
майбутнє акумуляторів
Технології по виробництву батарей не стоять на місці - безліч дослідних лабораторій по всьому світу досліджують нові технології, здатні замінити літій, а також нові походи по створенню літій-іонних батарей. Серед нових технологій, багато роботи було зроблено з супер-конденсаторами, в яких батарея зберігає енергію в формі електрики, а потім вивільняє її подібно до спалаху на фотоапараті.
Супер-конденсатори заряджаються набагато швидше, так як в цьому процесі практично не задіяні хімічні реакції, але сучасні представники такого роду накопичувачів здатні віддавати заряд лише короткими порціями, що є протилежним тому, що потрібно для більшості мобільних пристроїв.
Паливні елементи на основі водню, теж є альтернативою існуючим батареям. Система паливних елементів від Nectar, представлена на недавній CES, використовує десятидоларовий картридж, здатний живити мобільний телефон до двох тижнів. Однак паливні елементи все ще занадто великі, щоб поміститься в телефоні - та ж система від Nectar просто заряджає літій-іонну батарею, а не замінює її.
А ось сірка цілком може зайняти місце всередині літій-іонних батарей. Вчені зі Стенфордського Університету недавно представили нанотехнологію по включенню сірки в хімічний склад батареї, що збільшило її ємність в п'ять разів, а також збільшило термін служби. У той же час, ця технологія знаходиться поки на ранній стадії розвитку і не вийде на ринок в найближчі кілька років.
PS Акумулятори в мобільних пристроях, так само як і звичайні батарейки, вимагають певної утилізації - просто так викидати їх у сміттєвий бак не можна. Тому раді нагадати вам, що iLand готовий взяти на себе утилізацію віджилих своє елементів живлення. Просто принесіть їх до нас в офіс, а про решту ми подбаємо!
Як же вони влаштовані?